【正文】 PWM 輸出波形占空比 59%不變，令 n=50,p=30,則輸出周期為 25 毫秒，占空比為 59%的 PWM 波形仿真圖形如下所示，此時一二兩位顯示 PWM波形周期為 25ms，三 四兩位顯。 先保持換向開關(guān)和按鍵 K1 不變，即 n值不變，按動按鍵 K2改變 P值，令 P=12，則 PWM 對應(yīng)的周期保持不變，占空比由原來的 50%變?yōu)楝F(xiàn) 在的 59%，仿真圖形如下所示，此時一二兩位顯示 PWM 波形周期為 10ms，三四兩位顯示占空比為 59%， PWM 波形輸出時間為 37秒。 20=50%，如下圖所示，一二兩位顯示 PWM 波形周期為 10ms，三四兩位顯示占空比為 50%，此時 PWM 的輸出波形已經(jīng)有了 59 秒鐘。 仿真電路 本文中通過在端口 連接一個 LED 來直觀的觀察 PWM 波形是否輸出，PWM 為高電平時則 LED點亮， PWM 為低電平時則 LED 熄滅。它具有設(shè)計靈活，結(jié)果、過程的統(tǒng)一的特點 ， 可使設(shè)計時間大為縮短、耗資大為減少，也可降低工程制造的風(fēng)險。 在 PROTUES 繪制好原理圖后， 可以在 Keil uVision 中輸入控制單片機(jī)運行的代碼，對輸入的代碼進(jìn)行編譯生成 *.HEX 文件。軟件調(diào)試較易進(jìn)行，但硬件電路調(diào)試和系統(tǒng)調(diào)試必須在電路板制作完成，待元器件焊接 完成后進(jìn)行。 Keil uVision 軟件提供豐富的庫函數(shù)和功能強(qiáng)大的集成開發(fā)調(diào)試工具，全Windows 界面 ，更易用戶的使用。 ， C 語言在功能上、結(jié)構(gòu)性、可讀性、可維護(hù)性上有明顯的優(yōu)勢，因而易學(xué)易用。 Keil uVision 軟件的優(yōu)點 1. Keil uVision 生成的目標(biāo)代碼效率非常之高，多數(shù)語句生成的匯編代碼 很緊湊，容易理解。 中國礦業(yè)大學(xué) 2021 屆本科生畢業(yè)設(shè)計 28 uVision 軟件 Keil uVision 是 美國 Keil Software 公司出品的 51 系列兼容單片機(jī) C語言軟件開發(fā)系統(tǒng)。 可提供的調(diào)試手段 Protues 提供了比較豐富的測試信號用于電路的測試。這些虛擬儀器儀表具有理想的參數(shù)指標(biāo)，例如極高的輸入阻抗、極低的輸出阻抗。理論上同一種儀器可以在一個電路中隨意的調(diào)用。 Protues 提供了豐富的資源 ，主要包括以下幾個方面： 可提供的仿真元器件資源：仿真數(shù)字和模擬、交流和直流等數(shù)千種元器件，有 30多個元件庫。由于 PROTUES 提供了實驗室無法相比的大量的元器 件庫，提供了修改電路設(shè)計的靈活性、提供了實驗室在數(shù)量、質(zhì)量上難以相比的虛擬儀器、儀表，因而也提供了培養(yǎng)學(xué)生實踐精神、創(chuàng)造精神的平臺。是目前世界上唯一將電路仿真軟件、 PCB 設(shè)計軟件和虛擬模型仿真軟件三合一的設(shè)計平臺 。它是目前最好的仿真單片機(jī)及外圍器件的工具。 Proteus 軟件 Protues軟件是英國 Labcenter electronics公司出版的 EDA工具軟件。因此，采用系統(tǒng)仿真是非常必要的。這樣就夠成了一個循環(huán)， T0監(jiān)視 T1， T1監(jiān)視主程序，主程序又來監(jiān)視 T0，從而保證系統(tǒng)的穩(wěn)定運行。在這里 T1的定時時間要設(shè)的大于主程序的運行時間，給主程序留有一定的的余量。我們可以對 T0 設(shè)定一定的定時時間，當(dāng)產(chǎn)生定時中斷的時候?qū)σ粋€變量進(jìn)行賦值，而這個變量在主程序運行的開始已經(jīng)有了一個初值，在這里我們要設(shè)定的定時值要小于主程序的運行時間，這樣在 主程序的尾部對變量的值進(jìn)行判斷，如果值發(fā)生了預(yù)期的變化，就說明 T0 中斷正常，如果沒有發(fā)生變化則使程序復(fù)位。 //顯示時間的個位 delay(4)。 中國礦業(yè)大學(xué) 2021 屆本科生畢業(yè)設(shè)計 26 P2=0xdf。 //數(shù)碼管第五位輸出 P0=dispcode[second/10]。 //顯示占空比的個位 delay(4)。 P2=0xf7。 //數(shù)碼管第三位輸出 P0=dispcode[q/10]。 //顯示周期的個位 delay(4)。 P2=0xfd。 //數(shù)碼管第一位輸出 P0=dispcode[m/10]。數(shù)碼管的 34 兩位輸出 PWM 波形的占空比，對應(yīng)的 P2端口設(shè)置為 0xfb 和 oxf7 用 q值代替。本文中選用的六位數(shù)碼管為共陰極，數(shù)碼管的字型碼表如下所示： 中國礦業(yè)大學(xué) 2021 屆本科生畢業(yè)設(shè)計 25 表 2 共陰極數(shù)碼管字型碼對應(yīng)字符表 共陰字型碼 所顯字符 共陰字型碼 所顯字符 3FH 0 7DH 6 06H 1 07H 7 5BH 2 7FH 8 4FH 3 6FH 9 66H 4 77H A 6DH 5 在數(shù)碼管輸出對應(yīng)的字符串前，首先要對數(shù)碼管的字型碼進(jìn)行定義 uchar code dispcode[ ]={0x3F,0x06,0x5B,0x4F,0x66,0x6D,0x7D,0x07,0x7F,0x6F, 0x77}。通常的數(shù)碼管又分為 8 段，分別為 A、 B、 C、 D、 E、 F、 G、 DP，其中 DP 是小數(shù)點位段。 //PWM 輸出時間重新計時 } else break。P1_4==0) //確認(rèn) K2 鍵按下，消除機(jī)械抖動的影響 { p++。 //延遲 50ms if(b=1000) { if(P1_3==1amp。amp。 換 向 開 關(guān) 檔 位P W M 值 占 空 比 逐漸 增 大P W M 值 占 空 比 逐漸 減 少P W M 周 期 逐 漸 增大P W M 周 期 逐 漸 減少初 始 化換 向 開 關(guān) 檔 位輸 出 P W M 波 形 ； 數(shù) 碼 管 顯 示 當(dāng) 前 的 P W M 占 空 比 及 周 期 ， 并 對 P W M 輸 出 時 間 進(jìn) 行 計 時K 2 鍵 是 否 真 的按 下K 3 鍵 是 否 真 的按 下延 時 5 0 毫 秒延 時 5 0 毫 秒判 斷 按 鍵 按 下K 2 鍵 按 下 且 K 3 斷開K 3 鍵 按 下 且 K 2 斷開YYYNYK 1 鍵 狀 態(tài)P W M 停 止 輸 出偶 數(shù) 次NK 1 按 鍵 狀 態(tài)奇 數(shù) 次偶 數(shù) 次奇 數(shù) 次N上 檔 位 上 檔 位下 檔 位 下 檔 位 圖 23 按鍵程序流程框圖 中國礦業(yè)大學(xué) 2021 屆本科生畢業(yè)設(shè)計 24 在這兒選取出按鍵開關(guān)的一段程序如下，在這段程序中換向開關(guān)為上檔位， K2 按鍵按下，在進(jìn)行延遲消除抖動后確定 K2 鍵按下，從而令 PWM 輸出占空比增大，并對 PWM 輸出時間重新計時。 閉 合穩(wěn) 定前 沿 抖 動 后 沿 抖 動鍵 按 下 圖 22 按鍵觸點的機(jī)械抖動 中國礦業(yè)大學(xué) 2021 屆本科生畢業(yè)設(shè)計 23 這里采用最常用的方法，即延時重復(fù)掃描方法，延時法的原理為：因為“毛刺”脈沖一般持續(xù)時間短，約為 幾毫秒，而我們按鍵的時間一般遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于這個時間，所以當(dāng)單片機(jī)檢測到有按鍵動靜后再延時一段時間（這里我們?nèi)?50 毫秒）后再判斷此電平是否保持原狀態(tài)，如果是有則為有效按鍵，否則無效。要有對按鍵釋放的處理，為了消除連擊，使得一次按鍵只產(chǎn)生一次鍵功能的執(zhí)行，否則的話鍵功能的執(zhí)行次數(shù)將不可預(yù)知，主要由按鍵時間決定。處理連擊。串鍵是指同時有一個以上的鍵按下，串鍵會引起 CPU 錯誤響應(yīng)。在程序運行的過程中，如果按鍵K1 再次按下，則 PWM 波形停止輸出。當(dāng)按鍵 K3 按下的時候， 端口檢測到有高電平， PWM 周期就會逐漸的減小，此時數(shù)碼管的三四兩位數(shù)值隨之變化。當(dāng)按鍵 K3按下的時候， 端口檢測到有高電平，占空比就會逐漸的減小，此時數(shù)碼管的一二兩位隨之變化。當(dāng)換向開關(guān)撥在上位檔時，按鍵 K2 按下的時候， 端口檢測到有高電平，占 空比就會逐漸的增大。 中國礦業(yè)大學(xué) 2021 屆本科生畢業(yè)設(shè)計 22 if(t=n) //控制單片機(jī)輸出 PWM周期 t=0。 if(tp) //控制 PWM 輸出低電平的比例 PWM=0。 TL0=(65536500)%256。 對應(yīng)的 PWM 波形占空比和周期的設(shè)定如下所示，若 p=10， n=20，則輸出 PWM波形的周期為 10ms，占空比為 50%。本文設(shè)置一個控制 PWM 占空 比的變量值 p，當(dāng)中斷次數(shù) t小于 P 時，控制單片機(jī)輸出高電平；當(dāng)中斷次數(shù) t大于 P 時，控制單片機(jī)輸出低電平。 ② ：設(shè)置 PWM定時器比較值，該參數(shù)決定 PWM 波形的占空比。 一般的單片機(jī)都可以通過內(nèi)部定時器輸出 PWM，輸出 PWM 為以下過程 設(shè)置提供調(diào)制方波的片上 定時器 /計數(shù)器的周期 在 PWM 控制寄存器中設(shè)置接通時間 設(shè)置 PWM 輸出的方向，這個輸出是一個通用 I/O 管腳 啟動定時器 使能 PWM 控制器 單片機(jī)通過設(shè)置以下參數(shù)值改變 PWM 波形。通過改變信號電壓的 “ 占空比 ” 來達(dá)到改變平均電壓大小的目的，從而來控制電動機(jī)的轉(zhuǎn)速。 //中定時中斷； 中國礦業(yè)大學(xué) 2021 屆本科生畢業(yè)設(shè)計 21 TR0=1。 EA=1。 //time0 為定時器，工作方式 1； TH0=(65536500)/256。 void main(void) { P1=0x00。這樣每當(dāng) T0 到 500 微秒時 CPU 就響應(yīng)它的溢出中斷請求，進(jìn)入他的中斷服務(wù)子程序。因此，我們可以把計數(shù)器記滿為零所需的計數(shù)值設(shè)定為 C 和計數(shù)初值設(shè)定為 TC 可得到如下計算通式： TC=M－ C 式中， M 為計數(shù)器模值，該值和計數(shù)器工作方式有關(guān)。 單片機(jī)中斷程序的設(shè)計 定時器工作時必須給計數(shù)器送計數(shù)器初值，這個值是送到 TH和 TL 中的。計時是否有 60 S繼續(xù)輸出上一次的P WM按鍵 K 1 狀態(tài)輸出初始 P WMYNY N換向開關(guān)的檔位按鍵 K 1 狀態(tài)P WM 停止輸出偶數(shù)次奇數(shù)次奇數(shù)次偶數(shù)次 中國礦業(yè)大學(xué) 2021 屆本科生畢業(yè)設(shè)計 20 當(dāng)按鍵 K3 按下的時候， 端口檢測到有高電平， PWM周期就會逐漸的減小，此時數(shù)碼管的一二兩位數(shù)值隨之變化。當(dāng)換向開關(guān)撥在下位檔時，按鍵 K2 按下的時候， 端口檢測到有高電平， PWM 周期就會逐漸的增大。相應(yīng)的。 此時六位數(shù)碼管的第五六兩位開始實現(xiàn)計時功能，一分鐘時間結(jié)束后如果沒有按鍵按下，則 PWM 波形的周期自動增加。 系統(tǒng)的硬件電路圖如下所示： 圖 20 系統(tǒng)硬件電路圖 中國礦業(yè)大學(xué) 2021 屆本科生畢業(yè)設(shè)計 19 3 系統(tǒng)程序設(shè)計 主程序的設(shè)計 圖 21 系統(tǒng)的程序流程框圖 本文通過按鍵 K1啟動程序，當(dāng)按鍵 K1按下的時候， 端口檢測到有高電平，程序就自動的去執(zhí)行按鍵子程序處。當(dāng)換向開關(guān)撥在下位檔時，按鍵 K2 按下的時候， 端口檢測到有高電平， PWM 周期就會逐漸的增大。相應(yīng)的。 此時六位數(shù)碼管的第五六兩位開始實現(xiàn)計時功能，一分鐘時間結(jié)束 后如果沒有按鍵按下，則 PWM 波形的周期自動增加。 圖 19 六位數(shù)碼管連接圖 中國礦業(yè)大學(xué) 2021 屆本科生畢業(yè)設(shè)計 18 系統(tǒng)硬件電路設(shè)計 本文通過按鍵 K1啟動程序，當(dāng)按鍵 K1按下的時候， 端口檢測到有高電平，程序就自動的去執(zhí)行按鍵子程序處。按如上要求本文采用了六位數(shù)碼管顯示，第一二兩位顯示 PWM 波形的周期，三四兩位顯示 PWM 波形的占空比，五六兩位顯示 PWM 波形的輸出時間。即所有的 A段都會連在一起，其它的段也是如此，這是實際最常用的用法。利用人眼的視覺暫留性，依次給出各個數(shù)碼管公共端加有效信號，在此同時給出該數(shù)碼管加有效的數(shù)據(jù)信號，當(dāng)全段掃描速度大于視覺暫留速度時，顯示就會清晰顯示出來。靜態(tài)顯示就是數(shù)碼管的 8段輸入及其公共端電平一直有效。可以看出兩個編碼的各位正好相反。 A1f2g3e4d5A6c8DP7b9a10 bacdefgp共陰極 bacdefgp共陽極 圖 18 數(shù)碼管內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖 數(shù)碼管的一般顯示方式 數(shù)碼管的 8 段，對應(yīng)一個字節(jié)的 8位， a 對應(yīng)最低位， dp 對應(yīng)最高位。而共陽極就是將八個 LED 的陽極連在一起。所謂的八段就是指數(shù)